行星傳動機構中凹滾道滾針軸承的製作方法

2023-06-15 12:14:31

專利名稱：行星傳動機構中凹滾道滾針軸承的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種軸承，具體是一種行星傳動機構中凹滾道滾針軸承，尤其適用於 在行星減速機上應用。
背景技術：
在行星傳動機構中，行星輪和行星輪軸之間可用滾動軸承和滑動軸承支承，滾動 軸承又分滾珠軸承和滾針軸承。滾針軸承以承載能力大，對潤滑油汙染度不敏感的特性在 工程機械、石油礦山機械的行星傳動裝置中得到廣泛應用。在徑向尺寸局限的情況下，以行 星齒輪內孔和行星輪軸作為滾道的滾針軸承被普通採用。以行星齒輪傳動的開式結構為例，行星輪軸單邊支承，使用無內外圈的滾針軸承 結構，當行星傳動機構工作時，行星齒輪軸在行星齒輪切向力、徑向力和離心力的綜合作用 下會產生一定的撓度，行星齒輪的徑向力大致是平衡的。而行星齒輪受力變形相對較小，滾 針作為滾動體，要在有撓度的行星輪軸表面和無變形的行星輪內孔表面之間滾動，必然造 成滾針不能全長接觸，局部接觸應力相對增大，在長期重載工作的情況下滾針與滾道易形 成點蝕。

發明內容
為克服已有技術的上述弊端，本發明提供一種行星傳動機構中凹滾道滾針軸承。 在行星輪受力最大時，行星輪內孔表面與撓度變形後的行星輪軸表面形狀近似，這樣在最 大負載下工作時，滾針與滾道接觸面積最大、接觸應力相對變小，從而避免了滾針和滾道表 面點蝕的出現，延長了軸承的壽命。本發明用如下技術方案實現的一種行星傳動機構中凹滾道滾針軸承，包括行星 輪和行星輪軸，行星輪軸安裝在行星輪的內孔中；行星輪的內孔呈與撓度變形後的行星輪 軸表面形狀相配合的凹形圓柱面。一般情況下，行星輪的內孔凹形圓柱面凹度為0. 008-0. 018mm。本發明的有益效果是由於把行星輪的內孔加工成向中心凹陷的凹形圓柱面，在 行星輪受力最大時，行星輪內孔表面與撓度變形後的行星輪軸表面形狀近似，這樣在最大 負載下工作時，滾針與滾道接觸面積最大、接觸應力相對變小，從而避免了滾針和滾道表面 點蝕的出現，延長了軸承的壽命。


下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖1是本發明結構示意圖；圖2是傳動簡圖；圖3是中心輪a受力示意圖；圖4是行星輪受力示意圖5是轉臂χ受力示意圖；圖6行星輪軸受力狀態圖。圖中1、行星齒輪架，2、行星輪，3、行星輪軸，4、滾針，5、軸用卡圈，6、墊圈，7、孔用 擋圈，8、墊圈。
具體實施例方式如圖1所示，行星傳動機構中凹滾道滾針軸承包括行星輪2和行星輪軸3，行星輪 軸3安裝在行星輪2的內孔中；行星輪2通過行星輪軸3安裝在行星輪架1上，行星輪軸3 和行星輪架1間有墊圈8。行星輪軸3的上端部用軸用卡圈5卡住；在行星輪軸3和行星 輪2的內孔間安裝有上、下滾針4，上、下滾針4之間有孔用擋圈7。行星輪2的內孔呈與撓 度變形後的行星輪軸3表面形狀配合的凹形圓柱面。一般情況下，行星輪2的內孔凹形圓 柱面凹度為0. 008-0. 018mm。實施例以本公司生產的JH13-90行星迴轉減速機為例1、技術參數1、)最大輸入扭矩=Tal = 178N. m ；2、)最大輸入轉速:nal = 3000r/min ；3、)最大輸出扭矩=Tmax = 16000N. m ；4、)最大輸出轉速:nmax = 33r/min ；5、)減速比90. 2，其中一級減速比I1 = 4. 67，二級減速比i2 = 4. 14 ；6、)三級行星輪模數M= 3，齒數Zc = 23，壓力角α =20°，齒寬B = 44mm，變 為係數x = 0. 444，行星齒輪數量np = 4 ；7、)三級中心輪齒數Za3 = 18，齒寬B = 50，變位係數χ = 0.502，節圓直徑d' a3 =58mm ；8、)三級中心輪輸入扭矩 Ta3 =Ta3 = Wi2 = 178*4. 67*4. 14 = 3441. 4N.2、受力分析參照圖2-圖51、)中心輪a作用於行星輪c的切向力Fa3c3
-2000^ -2000*3441.4
IIlc Fdx2-
4*58
-295S7.24A/
W 2、)轉臂χ作用於行
4000^3 4000*3441.4
輪C的切向力F
χ 3 C 3
Fx,
C3
= 59334.48iV
輪C的切向力F
b3C3
3 4*583、)內齒輪b作用於行
-2000Γ -2000*34414
Fb3a =^k 二 眉麗·4=-299667·
nP^ce 4*58。3、行星輪軸受力狀態參照圖1，可以認為行星輪軸受力狀態如圖6所示的懸臂梁，現要求C點的撓度
4、式代入上式，即得如下結果 上述計算公式均為公知計算公式，本專業技術人員皆知。上式中未計算行星輪的離心力 及瞬時載荷分布不均勻對行星輪軸的影響，如加上這些因素，行星輪軸的最大撓度應接近0. 02ππι。4、在行星減速機上使用中凹滾道滾針軸承的優越性a、可縮小行星減速機的徑向尺寸用在工程機械的行星減速機，一般都傳遞較大的功率和扭矩，因而決定了齒輪件 的模數不能小；同時一個系列的減速機又需要有不同的減速比，中心輪的徑向尺寸由於工 作頻率高不易過分縮小。要想縮小行星減速機的徑向尺寸，縮小行星輪的外形尺寸是比較 可行的方法，縮小行星輪的外形尺寸要保證行星輪齒根和內孔之間有足夠的厚度，這就要 求行星輪軸和行星輪內孔之間的空間相應縮小，使用無內外圈滾針軸承正好可以滿足上述 要求。而使用中凹滾道滾針軸承可以增大滾針與滾道的接觸面，從而提高承載能力。經試 驗表明在同等情況下，可提高15%的動載荷。在相同載荷的情況下，可以縮減滾針的直徑。 從而進一步縮小了行星輪的外形尺寸，我公司生產的JH17-90減速機使用此結構後徑向尺 寸縮小16mm，大大方便了用動力扳手把減速機固定在主機上。b、可提高軸承的使用壽命在行星輪內孔精加工時，利用成形金剛石刀修整內孔磨頭砂輪外表面，然後用修 整過的內孔磨頭砂輪磨出中凹滾道的內孔。可根據計算行星輪軸撓度的大小決定凹度的大 小，一般情況下在0. 008-0. 018mm。由於行星輪中凹度和行星輪軸撓度近似、滾針在工作時 與滾道的接觸面增加，在同等載荷的情況下單位面積的應力縮小，因而滾針和滾道便不易 出現點蝕現象，從而提高軸承的壽命。綜上所述，在行星減速機上使用中凹滾道滾針軸承，可以縮小減速機的徑向尺寸， 從而節省了原材料，降低了生產成本。而用一個成型金剛石刀修整內孔磨頭砂輪可加工1 萬多件行星輪內孔，增加成本不到1元錢，綜合經濟效益是可觀的。另外由於可以縮減行星 減速機的徑向尺寸，減少了材料消耗，使結構布局更靈活，同時方便主機廠安裝。本公司使用中凹滾道滾針軸承設計製造的JH13系列減速機，主要參數如下最大 輸入扭矩178N. m ；最大輸入轉速3000r/min ；最大輸出扭矩16000N. m ；最大輸出轉速33r/ min ；減速比 90. 2 和 104. 5。比相同的原系列減速機重量輕了近10%，由於該系列減速機體積小、重量輕，方便 用戶安裝，受到用戶的廣泛好評。
權利要求
一種行星傳動機構中凹滾道滾針軸承，包括行星輪(2)和行星輪軸(3)，行星輪軸(3)安裝在行星輪(2)的內孔中；其特徵是行星輪(2)的內孔呈與撓度變形後的行星輪軸(3)表面形狀相配合的凹形圓柱面。
2.根據權利要求1所述的行星傳動機構中凹滾道滾針軸承，其特徵是行星輪(2)的 內孔凹形圓柱面凹度為0. 008-0. 018_。
全文摘要
本發明公開了一種行星傳動機構中凹滾道滾針軸承，屬軸承技術領域。包括行星輪和行星輪軸，行星輪軸安裝在行星輪的內孔中；行星輪的內孔呈與撓度變形後的行星輪軸表面形狀相配合的凹形圓柱面。有益效果是由於把行星輪的內孔加工成向中心凹陷的凹形圓柱面，在行星輪受力最大時，行星輪內孔表面與撓度變形後的行星輪軸表面形狀近似，這樣在最大負載下工作時，滾針與滾道接觸面積最大、接觸應力相對變小，從而避免了滾針和滾道表面點蝕的出現，延長了軸承的壽命。
文檔編號F16H55/17GK101915267SQ20101026847
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月24日 優先權日2010年8月24日
發明者呂福春, 徐雲濤, 袁朝國, 鬱靜, 韓永進 申請人:徐州科源液壓有限公司